Faça o balanceamento das equações Químicas abaixo:
\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} \rightarrow \mathrm{Ni}+\mathrm{CO}

Passo 1

O enunciado pede para balancear a reação química
\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} \rightarrow \mathrm{Ni} + \mathrm{CO}.
Informações dadas:
  • Reagente: \mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4}.
  • Produtos: \mathrm{Ni} e \mathrm{CO}.
  • Átomos envolvidos: níquel ( \mathrm{Ni}), carbono ( \mathrm{C}) e oxigênio ( \mathrm{O}).
    O que se pede: encontrar os coeficientes estequiométricos inteiros mínimos que tornam a equação obediente à conservação de massa (mesma quantidade de cada átomo nos dois lados).

Passo 2

Princípio usado (explicação didática curta): ao balancear reações, a quantidade de cada elemento químico deve ser a mesma nos reagentes e nos produtos. Uma forma sistemática é atribuir coeficientes incógnitos a cada espécie e escrever equações de conservação para cada elemento.
Vamos atribuir coeficientes inteiros desconhecidos:
a\,\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} \rightarrow b\,\mathrm{Ni} + c\,\mathrm{CO}.
Aqui a, b e c são os coeficientes estequiométricos que queremos determinar. Eles representam, respectivamente, o número de moléculas (ou mols) de cada espécie.

Passo 3

Agora escrevemos as equações de conservação de átomos, elemento a elemento.
  • Para o átomo de níquel ( \mathrm{Ni}):
    cada fórmula \mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} tem 1 átomo de \mathrm{Ni}, e o produto \mathrm{Ni} tem 1 átomo de \mathrm{Ni}. Logo
    1\cdot a = 1\cdot b,
    ou simplesmente
    a = b.
  • Para o átomo de carbono ( \mathrm{C}):
    cada \mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} tem 4 átomos de \mathrm{C} (um em cada grupo \mathrm{CO}); cada molécula de \mathrm{CO} tem 1 átomo de \mathrm{C}. Assim
    4\cdot a = 1\cdot c,
    ou
    4a = c.
  • Para o átomo de oxigênio ( \mathrm{O}):
    a situação é idêntica à do carbono, porque cada \mathrm{CO} traz 1 átomo de \mathrm{O}. Então a equação é
    4\cdot a = 1\cdot c,
    que é a mesma equação que obtivemos para o carbono (portanto não dá nova informação independente).

Passo 4

Resolvendo o sistema obtido:
a = b,\qquad 4a = c.
Procuramos os menores inteiros positivos que satisfazem isso. A escolha natural é tomar a=1 (menor inteiro positivo), daí
b = 1,\qquad c = 4.

Passo 5

Interpretando a solução: o coeficiente a=1 significa que 1 molécula (ou 1 mol) de \mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} produz 1 átomo (ou mol) de \mathrm{Ni} e 4 moléculas (ou mols) de \mathrm{CO}. Sempre confira somando átomos de ambos os lados:
  • Lado reagente: \mathrm{Ni}: 1, \mathrm{C}: 4, \mathrm{O}: 4.
  • Lado produto: \mathrm{Ni}: 1, \mathrm{C}: 4 (4 moléculas de \mathrm{CO}), \mathrm{O}: 4.
As quantidades coincidem, então a equação está balanceada.

Passo 6

Dica prática para a prova (bem direta): ao ver complexos tipo \mathrm{M}(\mathrm{CO})_{n} que se decompõem em \mathrm{M} + \mathrm{CO}, geralmente o coeficiente do \mathrm{CO} será n. Assim, sem fazer muitas contas você pode rapidamente escrever o coeficiente do \mathrm{CO} igual ao subíndice do grupo carbonila.

Resposta

\mathrm{Ni}(\mathrm{CO})_{4} \rightarrow \mathrm{Ni} + 4\,\mathrm{CO}

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